-
TECHNISCHES
GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen temperaturkompensierten
Kristalloszillator, für den
eine Temperaturkompensation möglich
ist und der ein Signal einer vorbestimmten Frequenz in Oszillation
bringt, und auf ein Verfahren zum Durchführen der Temperaturkompensation
des Kristalloszillators.
-
HINTERGRUNDTECHNIK
-
Herkömmlicherweise
sind die folgenden vier Verfahren als Verfahren zur Temperaturkompensation
von Kristalloszillatoren bekannt.
-
(1) Direktkompensationstyp
-
Bei
diesem Typ weist der Schwingkreis des Kristalloszillators eine Temperaturkompensationsschaltung
auf, die einen Kondensator und einen Widerstand enthält. Während der
Oszillation werden der jeweilige Wert des Kondensators und des Widerstands
zur Änderung
abhängig
von der Temperatur gebracht, wodurch eine Stabilisierung der Oszillationsfrequenz
realisiert wird.
-
(2) Indirektes Analogkompensationssystem
-
Bei
diesem System ist ein Kristalloszillator, der in der Temperatur
zu kompensieren ist, ein spannungsgesteuerter Kristall-Schwingkreis
(VCXO) 3, wie es in 7 gezeigt
ist. Zur Temperaturkompensation detektiert ein Temperatursensor 1 eine
Betriebstemperatur des Kristalloszillators und eine Temperaturkompensationsspannungserzeugungsschaltung 2 erzeugt
eine Temperaturkompensationsspannung zum Kompensieren der Temperaturcharakteristik
eines Kristallresonators 4 basierend auf der obigen detektierten
Temperatur. Dann wird durch Anlegen der Temperaturkompensationsspannung
an einen Spannungssteueranschluss des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises 3 die
Temperaturkompensation für
denselben aus geführt.
-
Wenn
der Kristallresonator aus AT-geschnittenem Kristall ausgebildet
ist, kann seine Temperaturcharakteristik mit einer kubischen Funktion
genau angenähert
werden. Darum ist die Temperaturkompensationsschaltung im Allgemeinen
aus einem Temperatursensor, der eine Temperaturcharakteristik (Temperaturkennlinie)
aufweist, die durch eine lineare Funktion dargestellt wird, und
einer Erzeugungsschaltung für
eine kubische Funktion, die eine von der durch den Temperatursensor
detektierten Temperatur abhängige
kubische Funktion erzeugt, zusammengesetzt.
-
(3) Indirektes Digitalkompensationssystem
-
Das
grundlegende Konzept betreffend die Temperaturkompensation dieses
Systems ist ähnlich zu
demjenigen des indirekten Analogsystems, das oben beschrieben wurde,
ausgenommen dass die Temperatur, die durch den Temperatursensor 1 detektiert
wird, digital zum Erzeugen der Temperaturkompensationsspannung verarbeitet
wird.
-
Das
heißt,
bei diesem System der Temperaturkompensation wird, wie in 8 gezeigt ist, die Temperatur,
die durch den Temperatursensor 1 detektiert wird, durch
einen AD-Wandler 5 in einen digitalen Wert AD-gewandelt.
Dann werden die Temperaturkompensationsdaten, die zum Kompensieren der
Temperaturcharakteristik (Temperaturkennlinie) des Kristallresonators 4 verwendet
werden und die im Voraus an der Adresse eines nicht-flüchtigen Speichers 6,
die dem gewandelten digitalen Wert entspricht, gespeichert worden
sind, ausgelesen. Die ausgelesenen Temperaturkompensationsdaten
werden durch einen DA-Wandler 7 in die Temperaturkompensationsspannung
in analoger Form DA-gewandelt. Durch Zuführen der Temperaturkompensationspannung
in analoger Form zu dem spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis 3 wird
die Temperaturkompensation ausgeführt. Hier kann ein EEPROM oder ähnliches
als der nicht-flüchtige
Speicher 6 verwendet werden.
-
(4) Temperaturkompensation
durch Konstanttemperaturofen
-
Bei
diesem Verfahren wird ein Kristalloszillator in einem kleinen Ofen
mit konstanter Temperatur platziert und derart auf einer konstanten
Umgebungstemperatur gehalten, wodurch die Temperaturabhängigkeit
des Kristalloszillators, die durch Variationen in der Außenlufttempe ratur
verursacht wird, eliminiert wird. Darum wird die Oszillationsfrequenz konstant
gehalten.
-
Alle
der herkömmlichen
Temperaturkompensationsverfahren (1) bis (4) weisen jedoch ein Problem
dahingehend auf, dass es schwierig ist, eine hochgenaue Temperaturkompensation
bei niedrigen Kosten zu realisieren (Frequenzabweichung in der Temperaturkennlinie
geringer als ungefähr
0,01 ppm). Die konkreten Inhalte dieses Problems sind wie folgt.
-
Obwohl
das analoge System aus (1) und (2) unter den oben beschriebenen
Verfahren mit den niedrigsten Kosten realisiert werden kann, ist
es schwierig, ein Massenproduktionsniveau der Kristalloszillatoren
mit einem mittleren Grad vom Temperaturkompensationsgenauigkeit
(unter 1 ppm) aufgrund des folgenden Grundes zu realisieren. Das
heißt,
es ist schwierig, die Temperaturkompensationsgenauigkeit zu verbessern,
weil, in dem Verfahren (1), Variationen in jedem der passiven Elemente,
die mit der Temperaturkompensation verbunden sind, eine Wirkung
auf die Genauigkeit haben, und, in dem Verfahren (2), die Temperaturkompensationsschaltungen mit
analogen Schaltungen realisiert werden.
-
Andererseits
weist das Verfahren (3) im Prinzip die Möglichkeit auf, dass es die
hochgenaue Temperaturkompensation realisiert, indem die Auflösung der
AD-Wandler und DA-Wandler und außerdem die Speicherkapazität der nicht-flüchtigen
Speicher erhöht
werden. Jedoch ist es dazu notwendig, dass die Bitzahl der AD- und
DA-Wandler über
15 Bit liegt und dass, falls die Daten nicht interpoliert werden,
die Speicherkapazität
der nicht-flüchtigen
Speicher gleich 15 Bit (32768 Adressen) × 15 Bit = ungefähr 500 kBit
beträgt.
Darum entsteht beim Integrieren solcher Schaltungen in einer integrierten
Schaltung eine große
integrierte Schaltung.
-
Des
Weiteren erfordert das Verfahren (4) einen kleinen Ofen mit konstanter
Temperatur und hat daher ein Problem hinsichtlich merklich hoher
Kosten.
-
Die
US 5 986 515 A offenbart
den Oberbegriff der Patentansprüche
1 und 5.
-
Die
DE 36 29 588 A1 betrifft
eine Kristalloszillator-Kompensationsschaltung mit einem Oszillatorkristall,
wobei das Einstellen der Frequenz des Oszillators mit Hilfe einer
kubischen Funktion erfolgt.
-
Die
DE 698 15 706 T2 betrifft
einen stabilen Einzelchip Spannungskontroll-Kristalloszillator mit automatischer
Verstärkungsregelung.
-
Unter
Berücksichtigung
dieser Probleme hat der Erfinder mit Enthusiasmus in Richtung einer
Lösung
der Probleme geforscht. Als ein Ergebnis hat der Erfinder die folgenden
Tatsachen gefunden, das heißt,
zuerst wird die Temperaturkompensation eines Kristalloszillators
durch die Technik in analoger Weise basierend auf der Temperatur,
die durch einen Temperatursensor detektiert wird, ausgeführt, und andererseits
wird bezüglich
des Fehlerteils, der aus der Temperaturkompensation resultiert,
die Temperaturkompensation durch die Technik in einer digitalen Weise
basierend auf der Temperatur, die durch den Temperatursensor detektiert
wird, ausgeführt,
und in der Folge ist es möglich,
verminderte Herstellungskosten aufgrund der kleineren Größe der Oszillatorschaltung
und der höheren
Genauigkeit der Temperaturkompensation zu realisieren.
-
Eine
Aufgabe der Erfindung, die durch die oben beschriebenen neuen Erkenntnisse
erhalten wird, ist es, einen temperaturkompensierten Kristalloszillator
und ein Verfahren zur Temperaturkompensation eines Kristalloszillators
anzugeben, die die Realisierung von verminderten Herstellungskosten
durch eine kleinere Schaltungsgröße und die
hochgenaue Temperaturkompensation ermöglichen.
-
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung liefert einen temperaturkompensierten Kristalloszillator,
der einen spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis enthält, der
in der Oszillationsfrequenz mit einem Temperaturkompensationssignal
zum Ausführen
der Temperaturkompensation eines Kristallresonators gesteuert wird,
und der den spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis in Oszillation
(Schwingung) durch die Verwendung des Kristallresonators bringt.
Des Weiteren enthält
der temperaturkompensierte Kristalloszillator: einen Temperatursensor
zum Detektieren der Betriebstemperatur des Kristalloszillators;
ein analoges Temperaturkompensationsmittel zum Erzeugen einer Temperaturkompensationsspannung
aus einer angenäherten
quadratischen Funktion, einer angenäherten kubischen Funktion,
oder einer angenäherten
Funktion vierten oder höheren
Grades, die der Temperaturcharakteristik (Temperaturkennlinie) des
Kristallresonators entspricht, basierend auf der Temperatur, die durch
den Temperatursensor detektiert wird, und zum Liefern der erzeugten
Spannung an den spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis; und ein digitales Temperaturkompensationsmittel
zur AD-Wandlung der Temperatur, die durch den Temperatursensor detektiert
wird, zum Ausgeben der Temperaturkompensationsdaten in digitaler
Form, die im Voraus in einem Speicher in Verbindung mit dem AD-gewandelten
Wert gespeichert worden sind, zur DA-Wandlung der Temperaturkompensationsdaten
in die Temperaturkompensationsspannung in analoger Form, und zum
Liefern der Temperaturkompensationsspannung an den spannungsgesteuerten
Kristall-Schwingkreis, und der temperaturkompensierte Kristalloszillator
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises
gesteuert wird, basierend auf beiden Temperaturkompensationsspannungen
von beiden Temperaturkompensationsmitteln.
-
Weiterhin
enthält
eine Ausführungsform
des temperaturkompensierten Kristalloszillators der Erfindung einen
temperaturkompensierten Kristalloszillator, dadurch gekennzeichnet,
dass das analoge Temperaturkompensationsmittel ein Erzeugungsmittel
für eine
kubische Funktion (Funktion dritten Grades) zum Erzeugen einer Temperaturkompensationsspannung
aus einer angenäherten
kubischen Funktion, die der Temperaturcharakteristik des Kristallresonators
entspricht, basierend auf der Temperatur, die durch den Temperatursensor
detektiert wird, und einen Speicher, der im Voraus Daten zum Setzen eines
vorbestimmten Koeffizienten der Temperaturkompensationsspannung,
die durch das Erzeugungsmittel für
eine kubische Funktion erzeugt wird, speichert, aufweist, bei der
der Koeffizient, der durch das Erzeugungsmittel für eine kubische
Funktion erzeugt wird, durch die Daten, die aus dem Speicher gelesen
werden, gesetzt wird.
-
Des
Weiteren enthält
eine Ausführungsform des
temperaturkompensierten Kristalloszillators der Erfindung einen
temperaturkompensierten Kristalloszillator, dadurch gekennzeichnet,
dass das digitale Temperaturkompensationsmittel einen AD-Wandler zum
AD-Wandeln der Temperatur, die durch den Temperatursensor detektiert
wird, einen nicht-flüchtigen
Speicher zum Erzeugen der Temperaturkompensationsdaten in digitaler
Form, die im Voraus in Verbindung mit dem durch den AD-Wandler AD-gewandelten
Wert gespeichert worden sind, und einen DA-Wandler zum DA-Wandeln
der Temperaturkompensationsdaten aus dem nichtflüchtigen Speicher in die Temperaturkompensationsdaten
in analoger Form aufweist.
-
Weiterhin
enthält
eine Ausführungsform
des temperaturkompensierten Kristalloszillators der Erfindung einen
temperaturkompensierten Kristalloszillator, dadurch gekennzeichnet,
dass das analoge Temperaturkompensationsmittel und das digitale Temperaturkompensationsmittel
in einem Chip auf einem Halbleitersubstrat integriert sind.
-
Entsprechend
des temperaturkompensierten Kristalloszillators, der diese Konfigurationen
der Erfindung aufweist, verarbeitet das analoge Temperaturkompensationsmittel
die Temperatur, die durch den Temperatursensor detektiert wird,
durch die analoge Technik zum Erzeugen einer vorbestimmten Temperaturkompensationsspannung,
die der detektierten Temperatur entspricht, und liefert die Temperaturkompensationsspannung
an den spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis. Andererseits
verarbeitet das digitale Temperaturkompensationsmittel die Temperatur,
die durch den Temperatursensor detektiert worden ist, durch die
digitale Technik zum Erzeugen einer vorbestimmten Temperaturkompensationsspannung,
die der detektierten Temperatur entspricht, und liefert die Temperaturkompensationsspannung
an den spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis.
-
Aus
diesen Gründen
kann entsprechend der Erfindung das analoge Temperaturkompensationsmittel
eine Temperaturkompensation mit mittlerer oder höherer Genauigkeit liefern und
das digitale Temperaturkompensationsmittel kann die Temperatur feiner
für den
Fehlerteil, der aus der Temperaturkompensation mit mittlerer Genauigkeit
resultiert, kompensieren. Darum kann eine Temperaturkompensation
hoher Genauigkeit insgesamt ausgeführt werden.
-
Weiterhin
kann entsprechend der Erfindung, da das analoge Temperaturkompensationsmittel
die Temperaturkompensationsspannung durch die Technik in einer analogen
Weise erzeugt, der Maßstab (die
Größe) der
Schaltung für
das analoge Temperaturkompensationsmittel relativ klein gemacht
werden. Andererseits kann, obwohl das digitale Temperaturkompensationsmittel
die Temperaturkompensationsspannung durch die Technik in einer digitalen
Weise erzeugt, die Bitanzahl der digitalen Signale, die zu behandeln
sind, vermindert werden, und darum kann der Maßstab (die Größe) der
Schaltung für
das digitale Temperaturkompensationsmittel relativ klein gemacht
werden. Aus diesen Gründen
kann die Größe der gesamten
Schaltung kleiner gemacht werden, was in der Realisierung verminderter
Herstellungskosten resultiert.
-
Weiterhin
können
entsprechend des temperaturkompensierten Kristalloszillators der
Erfindung, wenn das analoge Temperaturkompensationsmittel und das
digitale Temperaturkompensationsmittel in einem Chip auf einem Halbleitersubstrat
integriert werden, die oben beschriebenen Vorteile leicht und zuverlässig realisiert
werden.
-
Die
Erfindung liefert außerdem
ein Verfahren zum Ausführen
der Temperaturkompensation eines Kristalloszillators, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verfahren zum Ausführen
der Temperaturkompensation eines Kristalloszillators durch Liefern
eines Temperaturkompensationssignals an einen spannungsgesteuerten
Kristall-Schwingkreis ein Detektieren der Betriebsspannung des Kristalloszillators,
Erzeugen eines vorbestimmten Temperaturkompensationssignals entsprechend
detektierten Temperatur durch die Technik in einer analogen Wei se,
und dadurch Ausführen
einer analogen Temperaturkompensation des Kristalloszillators basierend
auf dem Temperaturkompensationssignal, aufweist und weiter andererseits
für den
Fehlerteil, der aus der analogen Temperaturkompensation resultiert,
Erzeugen eines vorbestimmten Temperaturkompensationssignals, das
der detektierten Temperatur entspricht, durch die Technik in einer
digitalen Weise und Ausführen
einer digitalen Temperaturkompensation des Kristalloszillators basierend
auf der Temperaturkompensation aufweist.
-
Weiterhin
enthält
eine Ausführungsform
des Verfahrens zum Ausführen
der Temperaturkompensation eines Kristalloszillators der Erfindung
das Temperaturkompensationsverfahren für einen Kristalloszillator,
dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Temperaturkompensation
auf der detektierten Temperatur basiert und einen Prozess zum Erzeugen der
Temperaturkompensationsspannung aus einer angenäherten kubischen Kurve entsprechend
der Temperaturcharakteristik des Kristallresonators aufweist.
-
Weiterhin
enthält
eine Ausführungsform
des Verfahrens zum Ausführen
der Temperaturkompensation eines Kristalloszillators der Erfindung
das Temperaturkompensationsverfahren für einen Kristalloszillator,
dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Temperaturkompensation
einen ersten Prozess des Bestimmens eines AD-gewandelten Werts durch AD-Wandlung
der detektierten Temperatur, einen zweiten Prozess des Erzeugens
von Temperaturkompensationsdaten in digitaler Form, die zuvor in
einem Speicher in Verbindung mit den AD-gewandelten Wert, der bestimmt worden
ist, gespeichert worden sind, und einen dritten Prozess des DA-Wandelns
der Temperaturkompensationsdaten in eine Temperaturkompensationsspannung
in analoger Form aufweist.
-
Daher
kann entsprechend der Erfindung beim Ausführen der Temperaturkompensation
eines Kristalloszillators die analoge Temperaturkompensation eine
Temperaturkompensation mit mittlerer oder größerer Genauigkeit ausführen und
die digitale Temperaturkompensation kann die Temperatur feiner für den Fehlerabschnitt,
der aus der analogen Temperaturkompensation resultiert, kompensieren,
was die Realisierung der Temperaturkompensation hoher Genauigkeit
insgesamt ermöglicht.
-
Weiterhin
kann entsprechend der Erfindung, da die analoge Temperaturkompensation
die Temperaturkompensationsspannung durch eine Technik in einer
analogen Weise erzeugt, beim Realisieren einer Schaltung für die analoge
Temperaturkompensation die Größe der Schaltung
relativ klein gemacht werden. Andererseits kann, obwohl die digitale
Temperaturkompensation die Temperaturkompensationsspannung durch
die Technik in einer digitalen Weise erzeugt, die Bitanzahl der
digitalen Signale, die zu behandeln sind, vermindert werden, und
daher kann beim Realisieren einer Schaltung für die digitale Temperaturkompensation
die Größe der Schaltung relativ
klein gemacht werden. Aus diesen Gründen kann beim Realisieren
des temperaturkompensierten Kristalloszillators die Größe der gesamten
Schaltung klein gemacht werden, was in der Realisierung von verminderten
Herstellungskosten resultiert.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Blockdarstellung zum Zeigen eines Beispiels einer Konfiguration
einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
2 ist
eine Blockdarstellung zum Zeigen eines Beispiels einer Konfiguration
eines Erzeugungsabschnittes für
eine kubische Komponente und eine konstante Komponente aus 1;
-
3 ist
eine Darstellung, die ein Beispiel einer Temperaturcharakteristik
eines Kristallresonators zeigt;
-
4 ist
eine Darstellung, die ein Beispiel einer Ausgangsspannung (Temperaturkompensationsspannung)
eines Temperaturkompensationsabschnittes analogen Typs zeigt;
-
5 zeigt
ein Beispiel von Messungen der jeweiligen Temperatur und einer entsprechenden Frequenzabweichung,
die ein Beispiel der Temperaturkompensation durch nur den Temperaturkompensationsabschnitt
analogen Typs illustriert;
-
6 ist
eine Darstellung, die grafisch diese Messergebnisse repräsentiert;
-
7 ist
eine Blockdarstellung, die einen herkömmlichen temperaturkompensierten
Kristalloszillator zeigt; und
-
8 ist
eine Blockdarstellung, die einen anderen herkömmlichen temperaturkompensierten Kristalloszillator
zeigt.
-
BESTE ART
ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
-
Nachfolgend
werden die Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
eine Blockdarstellung zum Zeigen eines Beispiels einer Konfiguration
einer Ausfüh rungsform
der Erfindung.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, ein temperaturkompensierter Kristalloszillator
entsprechend dieser Ausführungsform
weist mindestens einen Temperatursensor 11, einen Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs, einen Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen
Typs, eine Addierschaltung 14 und einen spannungsgesteuerten
Kristall-Schwingkreis 3 auf.
-
Bei
diesem temperaturkompensierten Kristalloszillator erzeugt, basierend
auf einer Eingangsspannung, die der Temperatur entspricht, die durch den
Temperatursensor 11 detektiert wird, der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs eine vorbestimmte Temperaturkompensationsspannung V1, die der detektierten Temperatur entspricht,
durch analoge Technik, und andererseits erzeugt der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen
Typs eine vorbestimmte Temperaturkompensationsspannung V2, die der detektierten Temperatur entspricht, durch
die digitale Technik, und weiterhin werden diese beiden Temperaturkompensationsspannungen durch
die Addierschaltung 14 addiert und die resultierende addierte
Spannung V3 wird an den Spannungssteueranschluss
des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises 3 angelegt,
wodurch die Temperaturkompensation des Kristalloszillators ausgeführt wird.
-
Weiterhin
sind bei dem temperaturkompensierten Kristalloszillator mindestens
der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs,
der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs und
die Addierschaltung 14 aus dem Temperatursensor 11,
der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs,
der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs
und der Addierschaltung 14, wie sie in 1 gezeigt
sind, in einem Chip auf einem Halbleitersubstrat integriert. Dadurch
können eine
kleinere Schaltung des temperaturkompensierten Kristalloszillators
und niedrigere Kosten derselben realisiert werden.
-
Als
nächstes
werden Beispiele der Konfigurationen jeden Abschnittes des temperaturkompensierten
Kristalloszillators entsprechend dieser Ausführungsform in größerem Detail
beschrieben.
-
Der
Temperatursensor 11 ist vorgesehen zum Detektieren der
Betriebstemperatur (Betriebsatmosphärentemperatur) des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises 3.
Die analogen Ausgangsspannungen des Temperatursensors 11 entsprechen der
detektierten Temperaturänderung
in der Weise einer linearen Funktion mit Änderungen in der Temperatur.
Die analoge Ausgangsspannung des Temperatursensors 11 wird
in den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs
und den Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs
als die entsprechenden Eingangsspannungen VIN eingegeben.
-
Die
Erzeugungsvorrichtung für
eine angenäherte
kubische Funktion, die in der Spezifikation der internationalen
Veröffentlichung
(internationale Veröffentlichung
WO 98/56105), die zuvor durch den vorliegenden Anmelder eingereicht
wurde, offenbart ist, kann für
den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs verwendet
werden. Darum werden die allgemeinen Umrisse der Erzeugungsvorrichtung für die angenäherte kubische
Funktion unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
-
Der
Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs dient
zum Erzeugen der Temperaturkompensationsspannung V1,
die durch eine Gleichung (2) ausgedrückt werden kann, die später beschrieben
wird. Wie in 1 gezeigt ist, der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs weist einen Addierer 21 zum Addieren einer variablen Spannung
V0' zu
der Eingangsspannung VIN, einen Erzeugungsabschnitt 22 für eine kubische
Komponente und eine konstante Komponente, in den die addierte Ausgabe
VS von dem Addierer 21 eingegeben wird
und der eine kubische Komponente und eine konstante Komponente des
ersten Terms in der Gleichung (2), die später beschrieben wird, basierend
auf der addierten Ausgabe VS erzeugt, einen
Erzeugungsabschnitt 23 für eine Komponente ersten Grades
zum Erzeugen nur einer Komponente ersten Grades in dem zweiten Term
aus der Gleichung (2), die später
beschrieben wird, und eine Addierschaltung 24 zum Addieren
der beiden Ausgangssignale des Erzeugungsabschnittes 22 für eine kubische Komponente
und eine konstante Komponente und des Erzeugungsabschnittes 22 für eine Komponente ersten
Grades, auf.
-
Des
Weiteren weist, wie in 1 gezeigt ist, der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs
einen nicht-flüchtigen
Speicher 28 auf und ist angepasst zum automatischen Einstellen
von jedem der Einstellwerte für
die variable Spannung V0', eine Offsetspannung VOFF,
einen variablen Widerstand in dem Erzeugungsabschnitt 23 für eine Komponente ersten
Grades, und einen variablen Widerstand 226a, wie es oben
beschrieben worden ist, durch Verwenden der jeweiligen Koeffizienteneinstelldaten, die
im Voraus in dem nicht-flüchtigen
Speicher 28 gespeichert worden sind.
-
Wie
in 2 gezeigt worden ist, der Erzeugungsabschnitt 22 für eine kubische
Komponente und eine konstante Komponente weist eine Erzeugungsschaltung 221 für eine kubische
Komponente zum Erzeugen von nur der kubischen Komponente basierend
auf der addierten Ausgabe VS aus dem Addierer 21 und
Konstantspannungen VREFH, VREFM,
und VREFL, auf die Bezug genommen wird,
Pufferschaltungen 223 und 224, in die das nicht-invertierte
Ausgangssignal POUT und das invertierte
Ausgangssignal NOUT von der Erzeugungsschaltung 221 für eine kubische
Komponente entsprechend eingegeben werden, eine Differenzverstärkerschaltung 225,
die die entsprechenden Ausgaben der Pufferschaltungen 223 und 224 differentiell
verstärkt,
eine Verstärkerschaltung 226 mit
variabler Verstärkung,
in die die Ausgabe der Differenzverstärkerschaltung 225 eingegeben
wird, und eine Konstantspannungserzeugungsschaltung 227 zum
Erzeugen irgendeiner Offsetspannung VOFF auf.
-
Der
Verstärker 226 mit
variabler Verstärkung weist
einen Operationsverstärker 226b,
einen variablen Widerstand 226a eines elektronischen Volumens, der
zwischen den Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 226b und
den – Eingangsanschluss desselben
geschaltet ist, auf. Weiterhin wird der Wert des variablen Widerstandes 226a basierend
auf den Daten von dem nicht-flüchtigen
Speicher 28 eingestellt, wodurch der Verstärker 226 mit
variabler Verstärkung
zum Ändern
seiner Verstärkung
angepasst ist.
-
Andererseits
weist, wie in 1 gezeigt ist, die Temperaturkompensationsschaltung 13 digitalen Typs
einen AD-Wandler 25 zum AD-Wandeln einer analogen Eingangsspannung
VIN, die der Temperatur entspricht, die
durch den Temperatursensor 11 detektiert worden ist, in
einen digitalen Wert, einen nicht-flüchtigen Speicher 26 zum
Speichern der Temperaturkompensationsdaten für den Kristallresonator 4,
die den digitalen Ausgangswerten des AD-Wandlers 25 entsprechen, im
Voraus, und einen DA-Wandler 27 zum DA-Wandeln der Temperaturkompensationsdaten
in digitaler Form aus dem nicht-flüchtigen Speicher 26 in
die Temperaturkompensationsspannung in analoger Form auf.
-
Der
nicht-flüchtige
Speicher 26 weist einen EEPROM oder ähnliches auf, und die Adressen
des nicht-flüchtigen
Speichers 26 sind mit den digitalen Ausgangswerten des
AD-Wandlers 25 korreliert. Zum Beispiel sind, falls die
digitalen Ausgangswerte des AD-Wandlers 25 gleich n Bit
sind, die Adressen des nicht-flüchtigen
Speichers 26 ebenfalls mit n Bit vorgesehen. Des Weiteren
werden die vorbestimmten Temperaturkompensationsdaten, die in der
später
beschriebenen Weise erhalten werden, an der Adresse, die gleich
zu dem digitalen Aus gangswert ist, im Voraus gespeichert.
-
Die
Addierschaltung 14 ist konfiguriert zum Addieren der Temperaturkompensationsspannungsausgabe
von der Addiererschaltung 24 des Temperaturkompensationsabschnittes 12 analogen
Typs und der Temperaturkompensationsspannungsausgabe von dem DA-Wandler 27 des
Temperaturkompensationsabschnittes 13 digitalen Typs und
zum Liefern der resultierenden addierten Temperaturkompensationsspannung
an den Spannungssteueranschluss des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises 3.
-
Als
nächstes
wird ein Beispiel eines Betriebs des temperaturkompensierten Kristalloszillators
entsprechend der Ausführungsform,
die die oben beschriebene Konfiguration aufweist, beschrieben.
-
Zuerst
wird, bevor der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben wird,
die Temperaturcharakteristik (Temperaturkennlinie) des Kristallresonators 4,
der in dem spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreis 3 enthalten
ist, beschrieben. Im Allgemeinen kann, wenn die horizontale Achse
die Temperaturen (°C)
anzeigt und die vertikale Achse die Frequenzabweichungen (ppm) anzeigt,
die Frequenzabweichung des Kristallresonators 4 zum Beispiel
durch eine Kurve aus 3 dargestellt werden. Diese
Frequenzabweichung Y kann mit der folgenden Gleichung (1) angenähert werden. Y = α × (t – t0)3 + β × (t – t0) + γ (1)
-
Hier
ist in Gleichung (1) α ein
Koeffizient des kubischen Terms (Term dritter Ordnung), β ist die Steigung
der Temperaturcharakteristik (Temperaturkennlinie), γ ist ein
Versatz der Frequenz, t ist die Umgebungstemperatur, und t0 ist die Temperatur in dem Zentrum der Kurve
(normalerweise in dem Bereich von 25°C bis 30°C).
-
α, β und γ in dieser
Gleichung (1) hängen
jeweils von den Eigenschaften des Kristallresonators 4 und
des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises 3 und
insbesondere in großem
Maße von
dem Kristallresonator 4 ab. Sie werden durch die Gestalt, die
Größe usw.
des Kristallresonators 4 beeinflusst.
-
Die
Spannungs-Frequenz-Charakteristiken (Kennlinien) der momentan weithin
benutzten spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreise 3 können mit
einer linearen Funktion angenähert
werden, so dass die Frequenzkennlinie, die von der Temperatur des
Kristallresonators 4 abhängt, mit seiner Spannungskennlinie,
die von der Temperatur abhängt,
getroffen werden kann.
-
Aus
diesem Grund führt
diese Ausführungsform
die Temperaturkompensation des Kristallresonators 4 basierend
auf der Temperaturkompensationsspannung V1,
die durch den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs erzeugt wird, und der Temperaturkompensationsspannung V2, die durch den Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen
Typs erzeugt wird, aus.
-
Hier
wird der Betrieb dieser Ausführungsform
beschrieben. In der Temperaturkompensationsschaltung 12 analogen
Typs addiert, wenn die Eingangsspannung VIN,
die der Temperatur entspricht, die durch den Temperatursensor 11 detektiert
worden ist, in den Addierer 21 eingegeben wird, der Addierer 21 die
Eingangsspannung VIN und die variable Spannung
V' und gibt die
resultierende addierte Spannung VS aus.
Der Erzeugungsabschnitt 22 für eine kubische Komponente
und eine konstante Komponente erzeugt eine Ausgangsspannung VAOUT, die aus einer kubischen Komponente
und einer konstanten Komponente besteht, basierend auf der addierten
Spannung VS.
-
Weiterhin
erzeugt der Erzeugungsabschnitt für eine Komponente ersten Grades
eine Ausgangsspannung VBOUT, die mit einer
Komponente ersten Grades verbunden ist, basierend auf der addierten Spannung
VS. Die Addiererschaltung 24 addiert
die Ausgangsspannung VAOUT von dem Erzeugungsabschnitt 22 für eine kubische
Komponente und eine konstante Komponente und die Ausgangsspannung VBOUT von dem Erzeugungsabschnitt 23 für die Komponente
ersten Grades, wodurch die Temperaturkompensationsspannung V1, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird,
ausgegeben wird. V1 = b3' (VIN – V0)3 + b1' (VIN – V0) + b0' (2)
-
Hier
in der Gleichung (2) ist V0 eine Differenz zwischen
der Referenzspannung VREFM, auf die Bezug
genommen wird, und der variablen Spannung V0', und daher kann
V0 frei wählbar durch Einstellen der
variablen Spannung V0' eingestellt werden. Des Weiteren können die
Koeffizienten b3' der kubischen Komponente durch Einstellen
der Verstärkung
der Erzeu gungsschaltung 221 für eine kubische Komponente
und der Verstärkung
des Verstärkers 226 mit variabler
Verstärkung
eingestellt werden. Des Weiteren kann die Komponente b1' der Komponente ersten Grades
durch Einstellen des Widerstandswertes eines variablen Widerstandes
(nicht gezeigt), der in dem Erzeugungsabschnitt 23 für eine Komponente ersten
Grades enthalten ist, und der Verstärkung eines nicht-invertierenden
Verstärkers
(nicht gezeigt) eingestellt werden. Des Weiteren kann die Konstante b0' mit
der Offsetspannung VOFF, die durch die Konstantspannungserzeugungsschaltung 227 gesetzt
wird, eingestellt werden.
-
Da
das Setzen dieser Koeffizienten und Konstanten unabhängig eingestellt
werden kann, kann die Temperaturkompensationsspannung V1 des
Temperaturkompensationsabschnitts 12 analogen Typs irgendeine
Funktion dritten Grades sein, wie es in 4 gezeigt
ist.
-
Dann
wird das Einstellen dieser Koeffizienten und Konstanten durch Lesen
der jeweiligen Koeffizienteneinstelldaten, die im Voraus bestimmt
worden und in dem nicht-flüchtigen
Speicher 28 gespeichert worden sind, und durch elektronisches
Einstellen der Widerstandswerte des obigen variablen Widerstands
und ähnlichem
unter Verwendung der gelesenen Daten ausgeführt.
-
Hier
zeigen die 5 und 6 ein Beispiel der
Temperaturkompensation des Kristallresonators 4, die nur
mittels des Temperaturkompensationsabschnittes 12 analogen
Typs ausgeführt
wird. In diesem Fall wurde die Temperaturkompensation in dem Bereich
einer Betriebstemperatur von –30°C bis 85°C ausgeführt. Es
kann gesehen werden, dass vor der Temperaturkompensation durch den
Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs die Frequenzabweichung
des Kristallresonators ungefähr ± 8 ppm
ist, und das nach der Temperaturkompensation die Frequenzabweichung
auf ± 1
ppm und darunter vermindert ist.
-
Andererseits
wandelt in dem Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen
Typs, wenn die Eingangsspannung VIN in analoger
Form, die der durch den Temperatursensor 11 detektierten
Temperatur entspricht, in den AD-Wandler 25 eingegeben wird,
der AD-Wandler 25 die eingegebene Spannung VIN analog-digital
in eine digitale Spannung. Diese digitale Spannung entspricht einer
Adresse des nicht-flüchtigen
Speichers 26 und die für
die Temperaturkompensation des Kristallresonators 4 benötigten Kompensationsdaten
sind an der Adresse gespeichert worden. Darum werden die Kompensationsdaten
aus dem nicht-flüchtigen
Speicher 26 gelesen. Die Kompensationsdaten in digitaler
Form werden durch den DA-Wandler 27 in die Kompensationsspannung
in analoger Form DA-gewandelt.
-
Wenn
die Temperaturkompensationsspannung V1 von
dem Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs und
die Temperaturkompensationsspannung V2 von
dem Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs,
die auf solche Art und Weise erhalten werden, in die Addierschaltung 14 eingegeben
werden, addiert die Addierschaltung 14 dieselben und legt
die resultierende Addierspannung V3 an den
Spannungssteueranschluss des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises 3 an.
Derart kann der spannungsgesteuerte Kristall-Schwingkreis 3 mit Stabilität bei einer
vorbestimmten Frequenz in dem Bereich der Betriebstemperatur oszillieren.
-
Nebenbei
gesagt, diese Ausführungsform
erfordert das Speichern jeweiliger Koeffizienteneinstelldaten, die
später
beschrieben werden, in dem nicht-flüchtigen Speicher 28,
um die Verstärkung
des jeweiligen Abschnittes oder ähnliches
derart einzustellen, dass der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs eine gewünschte
Operation der Temperaturkompensation während des Betriebes ausführen kann.
Zusätzlich
erfordert diese Ausführungsform
das Speichern von Temperaturkompensationsdaten in dem nicht-flüchtigen
Speicher 26 derart, dass der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen
Typs einen gewünschten
Betrieb während des
Betriebes ausführen
kann. Diese Arbeiten werden mit dem Unterbringen des Kristalloszillators
in einem Ofen konstanter Temperatur während der Herstellung, was
unten beschrieben werden wird, ausgeführt.
-
Zuerst
wird die Einstellung des Temperaturkompensationsabschnittes 12 analogen
Typs ausgeführt,
während
der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs
in einem ruhenden Zustand und der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs von der Addierschaltung 14 getrennt gehalten wird.
Das heißt,
die Temperatur des Ofens konstanter Temperatur wird auf die Temperatur,
bei der die Temperaturkompensation gewünscht wird, eingestellt, zum
Beispiel die minimale Betriebstemperatur. Dann wird bei dieser minimalen
Temperatur eine externe Eingangsspannung VCin an
die Addierschaltung 14 anstelle der Ausgangsspannung von dem
Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs angelegt.
Durch Variieren des Spannungswertes dieser Eingangsspannung VCin, wird die Eingangsspannung VCin1,
die eine vorbestimmte Oszillationsfrequenz liefert, gemessen, und
weiter wird die Ausgangsspannung VCout1 von
dem Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs zu
diesem Zeitpunkt ebenfalls gemessen. Während dieser Messung wird eine
vorbe stimmte Spannung in die Addierschaltung 14 von dem
DA-Wandler 27 eingegeben.
-
Die
oben beschriebene Messverarbeitung wird mit sequentiellem Erhöhen der
eingestellten Temperatur des Ofens konstanter Temperatur auf unterschiedliche
Temperaturen, bis die maximale Betriebstemperatur erreicht wird,
wiederholt. Derart werden die Eingangsspannungen VCin1 bis
VCinN der Addierschaltung 14 bei
jeder eingestellten Temperatur und außerdem die Ausgangsspannungen
VCout1 bis VCoutN von
dem Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs bei
jeder der eingestellten Temperaturen gemessen.
-
Dann
werden jede der Eingangsspannungen VCin1 bis
VCinN, die gemessen wurden, und jede der Ausgangsspannungen
VCout1 bis VCoutN,
die gemessen wurden, als eine Funktion der Temperatur mit den folgenden
Gleichungen (3) und (4) angenähert. VCin(T)
= α3(T – T0)3 + α1(T – T0) + α0 (3) VCout(T)
= β3(T – T0')3 + β1(T – T0')
+ β0 (4)
-
Hier
entsprechen die Koeffizienten α3, α1 und eine Konstante α0 in
der Gleichung (3) entsprechend α, β und γ in der Gleichung
(1), die oben beschrieben wurde, und daher hängen diese Werte von dem Kristallresonator
ab.
-
Dann
ist es notwendig, den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs derart einzustellen, dass er die folgenden Bedingungen erfüllt: β3 = α3, β1 = α1, β0 = α0 und
T0' =
T0. Das heißt, die konkrete Einstellung
des Temperaturkompensationsabschnittes 12 analoger Temperatur
wird wie folgt ausgeführt:
Die Mitteltemperatur T0' der kubischen Funktionskurve der Gleichung
(4), die oben beschrieben wurde, wird durch die variable Spannung
V0' eingestellt,
die an den Addierer 21 in 1 angelegt
wird, der konstante Koeffizient β0 wird eingestellt durch die Offsetspannung
VOFF, die von der Konstantspannungserzeugungsschaltung 227 in 2 ausgegeben
wird, der Koeffizient ersten Grades β1 wird
eingestellt durch einen variablen Widerstand (nicht gezeigt) in
dem Erzeugungsabschnitt 23 für eine Komponente ersten Grades,
und weiterhin wird der kubische Koeffizient (Koeffizient dritten
Grades) β3 eingestellt durch den variablen Widerstand 226a des
Verstärkers 226 mit
variabler Verstärkung,
der in 2 gezeigt ist, in dem Erzeugungsabschnitt 22 für eine kubische
Komponente und eine konstante Komponente.
-
Hier
ist der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs
derart gestaltet, dass jeder der Einstellwerte der variablen Spannung
V0',
der Offsetspannung VOFF, des variablen Widerstandes
in dem Erzeugungsabschnitt 23 für eine Komponente ersten Grades,
und des variablen Widerstandes 226a, wie sie oben beschrieben
wurden, elektronisch unter Verwendung der jeweiligen Koeffizienteneinstelldaten,
die im Vorhinein in dem nicht-flüchtigen Speicher 28 gespeichert
worden sind, eingestellt werden kann.
-
Dann
werden die Daten, die dem jeweiligen der Koeffizienteneinstelldaten
entsprechen, in den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen Typs
eingegeben und zur selben Zeit wird der Wert der Dateneingabe so
geändert,
dass jeder der Einstellwerte bestimmt wird, die die obigen Bedingungen β3 = α3, β1 = α1, β0 = α0 und
T0' =
T0 erfüllt.
Dann werden die jeweiligen Koeffizienteneinstelldaten, die den jeweiligen
der bestimmten Einstellwerte entsprechen, bestimmt. Derart werden
die jeweiligen Koeffizienteneinstelldaten, die oben bestimmt wurden,
im Vorhinein in dem nicht-flüchtigen
Speicher 28 des Temperaturkompensationsabschnittes 12 analogen Typs
gespeichert.
-
Als
nächstes
werden die Arbeiten zum Speichern der Temperaturkompensationsdaten,
die der Temperatur entsprechen, die durch den Temperatursensor 11 detektiert
wurde, in dem nichtflüchtigen Speicher 26 des
Temperaturkompensationsabschnittes 13 digitalen Typs beschrieben.
-
In
diesem Fall wird die Temperatur des Ofens konstanter Temperatur,
zum Beispiel, auf die minimale Betriebstemperatur gesetzt. Dann
wird der Ausgangscode (die Ausgangsdaten) des AD-Wandlers 25,
der der durch den Temperatursensor 11 detektierten Temperatur
entspricht, gemessen. Zur selben Zeit wird durch externes Ändern der
Eingangscodes (Eingangsdaten) an den DA-Wandler 27 der
Eingangscode, der die minimale Frequenzabweichung des Kristallresonators 4 liefert,
d.h. der minimale Fehler der Oszillationsfrequenz des spannungsgesteuerten
Kristall-Schwingkreises 3, gemessen.
-
Die
vorherige Messungsverarbeitung wird mit sequentiellem Ansteigen
der eingestellten Temperatur des Ofens konstanter Temperatur auf
unterschiedliche Temperaturen bis die maximale Betriebstemperatur
erreicht wird, wiederholt, wodurch ein Ausgangscode des AD-Wandlers 25 bzw.
ein Eingangscode des DA-Wandlers 27 bei jeder eingestellten
Temperatur gemessen werden.
-
Dann
wird jeder der gemessenen Ausgangscodes von dem AD-Wandler 25 als
eine Adresse des nicht-flüchtigen
Speichers 26 genommen und dann wird der Eingangscode (Temperaturkompensationsdaten),
der dem Ausgangscode (detektierte Temperatur) entspricht, in den
nicht-flüchtigen
Speicher 26 als der Inhalt dieser Adresse geschrieben.
-
Wie
oben beschrieben worden ist, entsprechend des temperaturkompensierten
Kristalloszillators dieser Ausführungsform
verarbeitet der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs die Temperatur, die durch den Temperatursensor 11 detektiert
wird, durch die analoge Technik zum Erzeugen einer vorbestimmten
Temperaturkompensationsspannung, die der detektierten Temperatur
entspricht. Andererseits verarbeitet der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen
Typs die Temperatur, die durch den Temperatursensor 11 gemessen wird,
durch die digitale Technik zum Erzeugen einer vorbestimmten Temperaturkompensationsspannung, die
der detektierten Temperatur entspricht. Dann werden diese beiden
Temperaturkompensationsspannungen an den Spannungssteueranschluss
des spannungsgesteuerten Kristall-Schwingkreises angelegt.
-
Aus
diesem Grund wird eine relativ raue Temperaturkompensation erzielt
unter Verwendung der Temperaturkompensationsspannung V1,
die durch den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs erzeugt wird. Zusätzlich
kann der Fehleranteil, der aus der Temperaturkompensation analogen
Typs resultiert, mit der Verwendung der Temperaturkompensationsspannung
V2, die durch den Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs
erzeugt wird, feiner in der Temperatur kompensiert werden. Als ein
Ergebnis kann die Temperaturkompensation hoher Genauigkeit insgesamt
erzielt werden.
-
Des
Weiteren kann, da der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs die durch den Temperatursensor 11 detektierte Temperatur
durch analoge Technik verarbeitet, die Größe der Schaltung für den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs relativ klein gemacht werden. Obwohl der Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs
die durch den Temperatursensor 11 detektierte Temperatur
durch digitale Technik verarbeitet, kann die Bitanzahl der digitalen
Signale, die zu behandeln sind, vermindert werden, und derart kann
die Größe der Schaltung
für den
Temperaturkompensationsabschnitt 13 digitalen Typs relativ
klein gemacht werden. Darum kann die Größe der gesamten Schaltung insgesamt
relativ klein gemacht werden, was in der Realisierung von verminderten
Herstellungskosten resultiert.
-
Nebenbei
gesagt, die Bitzahl des AD-Wandlers 25 in 1 wird
bestimmt durch den Maximalwert eines Differenzkoeffizienten (Δf/Δ°C) der Temperaturkennlinie
der zu kompensierenden Frequenz. Obwohl die Frequenzabweichung (Temperaturkennlinie)
der Kristallresonatoren in der Größenordnung von ungefähr 1 ppm/°C liegen,
kann die Frequenzabweichung der Fehleranteile, die aus der Temperaturkompensation
resultieren, die durch den Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs ausgeführt
wird, auf die Größenordnung
von ungefähr
0,1 ppm vermindert werden.
-
Des
Weiteren trägt
die Frequenzabweichung, die durch die Ausgabe des DA-Wandlers 27 des
Temperaturkompensationsabschnittes 13 digitalen Typs in
der Temperatur zu kompensieren ist, ungefähr ± 15 ppm, wenn der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs nicht verwendet wird, aber ungefähr ±2 ppm, wenn er wie bei dieser
Ausführungsform
verwendet wird.
-
Darum
ist es im Vergleich mit der Temperaturkompensation von Kristallresonatoren,
die nur durch das herkömmliche
digitale Verfahren, wie es in 8 gezeigt
ist, ausgeführt
wird, möglich,
die entsprechenden Bitzahlen des AD-Wandlers 25 und des DA-Wandlers 27,
die zur Realisierung derselben Genauigkeit wie bei dem herkömmlichen
Verfahren benötigt
werden, zu vermindern. Das heißt,
die Bitzahl des AD-Wandlers 25 kann ungefähr 3 Bit
weniger als bei dem, oder 1/10 des, herkömmlichen digitalen Verfahren
sein, und diejenige des DA-Wandlers 27 kann ungefähr 3 Bit
weniger als bei dem, oder 2/15 des, herkömmlichen digitalen Verfahren
sein. Derart resultiert die Möglichkeit
der 3 Bit Verminderung in der Bitanzahl des AD-Wandlers in der Reduzierung
der Kapazität
des nicht-flüchtigen
Speichers 26 auf 1/8 der herkömmlichen Kapazität.
-
Bei
dieser Ausführungsform
wurde der Fall, bei dem die Temperaturkennlinie der Kristallresonatoren
durch eine kubische Kurve repräsentiert
ist, beschrieben, aber die Erfindung kann auf die Fälle angewandt
werden, bei denen die Temperaturkennlinie eine quadratische Kurve
oder eine Kurve vierter oder höherer
Ordnung ist. In diesen Fällen
sollte der Temperaturkompensationsabschnitt 12 analogen
Typs eine Temperaturkompensationsspannung einer angenäherten quadratischen
Funktion oder einer angenäherten
Funktion vierter oder höherer
Ordnung, die der jeweiligen Kurve der quadratischen Kurve oder der
Kurve vierter oder höherer
Ordnung entspricht, erzeugen.
-
INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
-
Wie
oben beschrieben worden ist, entsprechend des temperaturkompensierten
Kristalloszillators der Erfindung kann das Temperaturkompensationsmittel
analogen Typs eine Temperaturkompensation mit mittlerer oder höherer Genauigkeit
ausführen und
das digitale Temperaturkompensationsmittel kann den Fehleranteil,
der aus der Temperaturkompensation mittlerer Genauigkeit resultiert,
feiner in der Temperatur kompensieren, wodurch die Realisierung
der Temperaturkompensation hoher Genauigkeit als Ganzes ermöglicht wird.
-
Weiterhin
kann entsprechend des temperaturkompensierten Kristalloszillators
der Erfindung, da das Temperaturkompensationsmittel analogen Typs Temperaturkompensationssignale
durch eine analoge Technik erzeugt, die Größe der Schaltung für das Temperaturkompensationsmittel
analogen Typs relativ klein gemacht werden. Andererseits kann, obwohl das
Temperaturkompensationsmittel digitalen Typs Temperaturkompensationssignale
durch die digitale Technik erzeugt, die Bitanzahl der digitalen
Signale, die zu behandeln sind, vermindert werden, und daher kann
die Größe der Schaltung
für das
Temperaturkompensationsmittel digitalen Typs relativ klein gemacht
werden. Aus diesen Gründen
kann die Größe der gesamten
Schaltung für
den temperaturkompensierten Kristalloszillator der Erfindung klein
gemacht werden, wodurch die Realisierung von verminderten Herstellungskosten
ermöglicht
wird.
-
Des
Weiteren können
entsprechend des temperaturkompensierten Kristalloszillators der
Erfindung, wenn das Temperaturkompensationsmittel analogen Typs
und das Temperaturkompensationsmittel digitalen Typs in einem Chip
auf einem Halbleitersubstrat integriert werden, die oben beschriebenen
Vorteile leicht und zuverlässig
realisiert werden.
-
Andererseits
kann entsprechend des Verfahrens zur Temperaturkompensierung von
Kristalloszillatoren der Erfindung, wenn die Temperaturkompensation
der Kristalloszillatoren ausgeführt
wird, die analoge Temperaturkompensation eine Temperaturkompensation
mit mittlerer oder höherer
Genauigkeit ausführen,
und die digitale Temperaturkompensation kann für die Fehleranteile, die aus
der Temperaturkompensation mittlerer Genauigkeit realisieren, die Temperatur
feiner kompensieren, wodurch die Realisierung der Temperaturkompensation
hoher Genauigkeit insgesamt ermöglicht
wird.
-
Des
Weiteren kann entsprechend des Verfahrens der Temperaturkompensation
von Kristalloszillatoren der Erfindung, da die analoge Temperaturkompensation
Temperaturkompensationsspannungen durch analoge Technik erzeugt,
beim Realisieren einer Schaltung für die analoge Temperaturkompensation,
die Größe der Schaltung
relativ klein gemacht werden. Andererseits kann, obwohl die digitale
Temperaturkompensation Temperaturkompensationsspannungen durch digitale
Technik erzeugt, die Bitanzahl der zu behandelnden digitalen Signale
vermindert werden und daher bei der Realisierung einer Schaltung
für die
digitale Temperaturkompensation die Größe der Schaltung relativ klein
gemacht werden. Aus diesen Gründen
kann bei der Realisierung des temperaturkompensierten Kristalloszillators
die Größe der gesamten
Schaltung desselben relativ klein gemacht werden, wodurch die Realisierung
von verminderten Herstellungskosten ermöglicht wird.